ITMI20082018A1 - Filtri di segnali ad alta frequenza amovibilmente assemblati e metodo di fabbricazione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto di Invenzione Industriale

dal Titolo: “Filtri di segnali ad alta frequenza, amovibilmente assemblati, e metodo di fabbricazione.

Campo dell'Invenzione

La presente invenzione si riferisce a filtri di segnali ad alta frequenza, comprendenti un corpo scatolare ed una serie di cavità risonanti.

In una forma di realizzazione vantaggiosa e perciò preferita detti filtri sono a guida d onda, in cui il detto corpo scatolare e le relative cavità risonanti risultano da un assemblaggio di elementi laminari e di setti amovibilmente assemblati.

Il trovato comprende altresì un efficace metodo di fabbricazione dei nuovi filtri ad elementi laminari assemblati sostanzialmente con vincoli di forma.

Stato dell’Arte

E’ noto lo sviluppo esponenziale di tutta l’elettronica, segnatamente delle telecomunicazioni in specie con l’avvento della telefonia mobile. Gli apparati di questo ed altri settori elettronici richiedono componenti non solo sempre più efficaci ma anche e soprattutto più compatti e leggeri. Gli apparati per segnali ad alta frequenza, in specie a microonde, fanno larghissimo uso di filtri in particolare a guida d'onda, che consistono di un corpo racchiudente una serie di cavità risonanti.

A lutt'oggi detto corpo multi-cavità è ricavato da un relativamente grosso blocco di materiale generalmente metallico, che viene sottoposto ad un lungo e delicato processo di lavorazione alla macchina, che richiede personale e macchinari di grande specializzazione. Il fattore umano ha una grossa incidenza sulle caratteristiche del filtro finito al punto che, pur con personale altamente specializzato, nelle fasi di collaudo finale si devono fare non pochi sforzi per compensare le tolleranze dì fabbricazione.

La lavorazione produce non pochi scarti e scorie irrecuperabili e crea, conseguentemente, problemi di smaltimento; essa è di per sé lunga e costosa. Altri problemi derivano dalle scorte in magazzino e richiedono non solo locali voluminosi e strutture ad alta resistenza, ma anche ammortamenti sensibili.

Descrizione dell'invenzione

Primo scopo del presente trovato è quello di provvedere filtri e relativi procedimenti di fabbricazione sostanzialmente esenti dagli inconvenienti dell’Arte Nota, in particolare da quelli sopra menzionati.

Un altro scopo è quello di provvedere filtri di segnali ad alta frequenza (HF) ricavati non più da blocchi di materiale da sottomettere a complicate e costose lavorazioni, bensì da elementi laminari amovibilmente assemblati che consentono alta flessibilità produttiva e ridotti pesi e costi.

Le caratteristiche più salienti dei filtri secondo l'invenzione sono esposte nelle rivendicazioni da 1 a 9. Un efficace metodo di fabbricazione dei sopra menzionati filtri è recitato nella rivendicazione 10. Queste rivendicazioni si ritengono qui incorporate.

Breve Descrizione dei Disegni

Questi ed altri aspetti del trovato appariranno più chiaramente dalla descrizione delle forme di realizzazione rappresentate nei disegni di accompagnamento in cui:

Le figure 1 , 1A, 2, 2A, 3, 3A, 38, 3C, 3D, 3E , 6 e 7 sono viste (schematiche e parziali) in prospettiva del corpo di filtro, mentre le figure 4 e 5 sono viste dall’alto di una piastra metallica stampata in modo da poter ricavare da essa facilmente gli elementi (tipo lamierini) per la costruzione del filtro secondo l’invenzione.

Descrizione dettagliata del'lnvenzione

Per semplificare la rappresentazione grafica come pure la descrizione del trovato ci si limita al caso più immediato di un corpo di filtro di segnali HF, a guida d’onda, consistente di quattro cavità risonanti CR, dal quale si deduce automaticamente la struttura dei corpi a più di quattro cavità, ad esempio a sei, otto ecc. cavità. Inoltre sempre per scrupolo di semplificazione descrittiva e di facilitazione comprensiva, si sono omessi i dispositivi ausiliari che ricorrono in tutti i filtri, che sono perciò largamente noti e che sono estranei al trovato In figura 1 è rappresentato un corpo CC di filtro convenzionale aperto che, come già anticipato, è ottenuto da un unico blocco di materiale, preferibilmente metallico, (non rappresentato) da sottomettere a complessa lavorazione alla macchina: detto corpo CC (vedesi fìg.1A, corpo chiuso) è delimitato da quattro pareti (due longitudinali PAo e PA’o), una trasversale e distale PTD, una di fondo PFO, e dì undici setti trasversali S.INT, rigidamente integrali, dando luogo così a setti inamovibili e cavità risonanti ad area fissa non regolabile.

Gli spessori e i pesi di corpo unico, come pure il dispendio di materiale è sensibile (addirittura con ripercussioni sull'ambiente). Né possono essere trascurati i problemi: A) del magazzino, cioè gli ammortamenti, volumi ecc. ecc. di questi manufatti pesanti; e B) della taratura e della scarsa riproducibilità per effetto delle tolleranze di fabbricazione.

Nelle figure 2, 2A, 3-3E, 4, 5, 6 e 7 sono rappresentati i componenti e il filtro secondo l’invenzione.

Tipicamente il corpo del filtro CO in configurazione aperta in fig. 2 ed in configurazione chiusa in fig. 2A, consiste ora sostanzialmente dì: x) - due pareti longitudinali modulari 3 (PLD di destra) e 4 (PLS di sinistra); y) - due pareti inferiore o di fondo, 2 (PFO), e superiore 0 coperchio 1 (CO); z) - una parete trasversale posteriore distale 5 (PTD). Ognuna di queste pareti è già munita di mezzi di accoppiamento preferibilmente a vincolo di forma. Tali accoppiamenti si realizzano con elementi maschi e femmine ad esempio ad asola (come maschio, una protuberanza, sporgenza, dente ecc.) che si impegna in un elemento a femmina (buco, cava, foro, ecc.). Il maschio può essere rettangolare, troncoconico (come a coda di rondine), mentre la cava potrà essere anch’essa svasata dentata o meno.

Detti risalti e cave servono per l'accoppiamento non solo delle pareti longitudinali, laterali, di fondo o di coperchio, ma anche per l’incastro dei setti SE che all’uopo (vedesi fig. 7) sono anch'essi dotati di elementi maschi P7 e P8 e presentano sporgenze laterali (maschi) P6, P9 per l'impegno nelle cave 3CA e 4CA delle pareti laterali 3 e 4, come pure una apertura 11 in corrispondenza delle estremità delle viti VT passanti attraverso ì fori FO ricavati nella parete 1 di coperchio (vedesi figure 3A, 3B-3E).

Di preferenza le cave 2CA nella parete longitudinale inferiore 2 sono in numero di n (n essendo il numero di cavità risonanti CR), le cavità sui bordi longitudinali 2CAB sono tre, mentre la parete superiore o coperchio è dotata di due serie di n cave 1CA-1'CA (al di qua e al di là della mezzeria della parete stessa, vedesi figure 3-3E).

A titolo orientativo le dimensioni X e Y in figura 6 sono comprese tra 100 e 800mm, rispettivamente tra 10 e 800mm e lo spessore 2 và da 0,1 a 20mm preferibilmente da 0,5 a 10mm. Le dimensioni di A e B in figura 7 sono entrambe comprese tra 100 e 800mm. Le dimensioni di C e D variano a seconda del progetto. Oltre all'alluminio (metallo preferito) si prestano anche tutte le leghe leggere di materiali facilmente stampabili.

Nelle figure da 3 a 3E sono rappresentate le fasi di assemblaggio preferito del corpo di filtro secondo l'invenzione:

I) (fig. 3), si parte da una parete di fondo 2PFO con almeno n cave centrali 2CA, un foro centrale distale FO.D e tre cave 2CAB su ogni bordo longitudinale della parete 2;

II) (fìg. 3A), si inseriscono gli n setti SE, ciascuno con la sporgenza (maschio) P5 in una delle cave 2CA (femmina) centrale della detta parete di fondo 2PFO;

III) (fig. 3B), si montano le due pareti longitudinali 3PLD e 4PLS infilando le “protuberanze" sporgenti dal lato inferiore di ciascuna parete, nelle cave 2CAB di ciascuna delle citate pareti laterali;

IV) (fig. 3C), si copre il corpo parziale aperto di fig. 3B con la parete superiore di coperchio 1CO, infilando i tre maschi sporgenti verso l'alto dalle sommità delle pareti laterali 3PLD e 4PLS, nelle tre cave 1CAB della parete di coperchio 1CO; si ottiene il corpo chiuso di figura 3C;

V) (fìg. 3D), si applica all'estremità prossimale EP la porta di ingresso IN e, approssimativamente all’estremità distale ED, la porta di uscita OUT (vedesi fig. 3B); VI) (fig. 3E), si completa il corpo di fig. 3D inserendo le viti di taratura VT nei (2n) fori FO della figura 3E.

Secondo un aspetto notevole dell’invenzione i corpi laminari:

1) coperchio 1 CO

2) parete di fondo 2PFO;

3) e 4) - pareti longitudinali 3PLD, 4PLS;

5) parete trasversale distale EPTD; e

6) gli n setti da 6 a 10,

vengono ricavati stampando su una piastra o lamina PA più settori S1, S2, S3, S4 ecc., in ognuno dei quali si ricavano i kit k1, K2, k3, K4 ecc. in ognuno dei quali vengono stampati detti elementi da 1 a 10 ecc..

Ad esempio in fig. 5 i settori sono quattro, ciascuno con l'intero gruppo o kit di elementi che nei kit K1 e K2 sono stampati orizzontalmente e nei settori K3 e K4 verticalmente. Ciò dimostra la versatilità del metodo di stampaggio che consente uno sfruttamento eccezionale di tutti i tipi di lastre e la produzione economica di tutti i kit necessari per diversi progetti di filtro. Il distacco dei lamierini così ricavati dalla piastra unica può avvenire in tanti modi di per sé noti.

In alcune forme di realizzazione particolarmente efficaci gli spessori della detta piastra o lastra di base PA e (quindi preferibilmente) anche di tutti i componenti variavano da 0,5 a 10mm, il materiale era una lega di alluminio o una lega di altri metalli leggeri stampabili, scelti ad esempio tra Invar, ZAMA, Bronzo e A.V.P..

Nelle figure 5 e 6 i lamierini 1-1"', 2-2’" . 10-10"’ sono già muniti degli organi di accoppiamento maschio e femmina del tipo asole, coda di rondine ecc.. In effetti gli organi di accoppiamento maschi possono essere troncoconici, dentellati e simili.

Il metodo di fabbricazione preferito rappresentato nella fig. 6 per quanto attiene allo stampaggio dei componenti e nelle figure 3-3E per quanto attiene alla successione di fasi di assemblaggio è recitato nella rivendicazione 10 che si ritiene qui incorporata.

Tra i vantaggi più notevoli del sistema secondo l’invenzione rispetto a quelli dell'Arte Nota, ci si limita a menzionare:

velocità di lavorazione elevata;

semplicità della lavorazione;

standardizzazione del materiale da usare per prodotti di diversa geometria e/o forma e conseguente ottimizzazione del costo;

minor materiale usato;

minor scarto di materiale;

valore del magazzino;

flessibilità dei filtro le cui prestazioni possono essere modificate utilizzando setti differenti;

semplificazione nella realizzazione dei disegni costruttivi;

maggior maneggevolezza nel trasporto prima dell'assemblaggio; e

maggior rispetto dell’ambiente.

Per scrupolo di chiarezza e semplicità, l’invenzione viene descritta con particolare riferimento alla forma di realizzazione rappresentata nei disegni, và da sé che il trovato non è limitato a questa sola forma, ma è suscettibile di tutte quelle varianti, modifiche, sostituzioni e simili che per essere a portata di mano del tecnico del ramo sono da considerare come ricadenti nell’ambito e nello spirito dell’invenzione stessa.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1) Filtro composito di segnali ad alta frequenza, in particolare filtro a guida d'onda, sostanzialmente consistente di un corpo comprendente cavità risonanti, caratterizzato da un corpo scatolare e da cavità, costituiti da elementi laminari amovibilmente assemblati.
2. 2) Filtro secondo la rivendicazionel, caratterizzato da elementi metallici lamellari dotati di mezzi di accoppiamento sostanzialmente a vìncolo di forma, in particolare di un mezzo maschio a piedino o sporgenza, e di un mezzo femmina del tipo buca o cava ad asola, 3) Filtro secondo la rivendicazione 2, caratterizzato da elementi a pareti formatrici di corpo scatolare, e da elementi anch’essi lamellari formatori di cavità risonanti. 4) Filtro secondo la rivendicazione 3, caratterizzato da corpo consistente di: - una coppia di pareti longitudinali modulari; - una parete trasversale terminale distale; - una parete inferiore di fondo; ed - una parete superiore di copertura. 5} Filtro secondo la rivendicazione 3, caratterizzato da setti lamellari a configurazione complessiva assimilabile alla rettangolare, disposti in direzione trasversale, paralleli cioè alla parete trasversale terminale, dotati su ognuno dei suoi quattro lati, di sporgenze, risalti o piedini (elementi maschi) dì accoppiamento con corrispondenti cave o buchi di asole (elementi femmina) ricavati nelle dette quattro pareti formatrici di corpo, nonché di almeno una rientranza o apertura al centro del lato superiore del rettangolo, fronteggiante la faccia interna della detta parete superiore di copertura. 6) Filtro secondo una almeno delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da una parete inferiore o di fondo avente : - cave, buchi o fori di asola, centrali corrispondenti ai piedini, risalti o sporgenze verso il basso dal lato inferiore dei setti; - cave sui suoi bordi longitudinali per l’accoppiamento con sporgenze inferiori dalle pareti longitudinali laterali; e - foro e sporgenza centrale alla sua estremità trasversale prossimale. 7) Filtro secondo una almeno delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da: - una parete superiore dì copertura avente una serie di fori centrali per il passaggio di viti in corrispondenza delle dette cave o rientranze centrali dei setti; - una serie di cave in corrispondenza delle sporgenze verso l’alto dai due segmenti simmetrici rispetto all'apertura centrale di detti setti; nonché - cave sui bordi longitudinali in corrispondenza delle sporgenze verso l’alto delle pareti longitudinali laterali di destra e di sinistra. 8) Filtro secondo una almeno delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da distanze inter- setti e conseguentemente aree di cavità, regolabili in accordo con le caratteristiche di progetto, 9) Filtro secondo una almeno delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da elementi laminari da parete e da setto, in leghe metalliche leggere, in particolare di alluminio, aventi spessore da 01 a 20 mm preferibilmente da 0,5 a 10 mm. 10) Metodo per la fabbricazione di filtri a guida d’onda, con elementi paretali e sjfctali amovibilmente assemblati, comprendente almeno le fasi di: - preparare una lastra madre a settori multipli, ogni settore avente area corrispondente almeno all'insieme delle aree degli elementi laminari formatori di corpo e di cavità; - stampare detta lamina ricavandovi una molteplicità di settori, comprendenti ciascuno un kit di elementi con cave, sporgenze, fori e simili, per più filtri omogenei o disomogenei; - separare gli elementi stampati di ogni settore; - associare alla parete di fondo i setti, con accoppiamenti ad incastri amovibili di tipo ad asola o a code di rondine; associare pareti laterali alla base così ottenuta consistente di parete di fondo e di setti; associare la parete superiore di copertura per accoppiamento o incastro amovibile tra le sporgenze delle sommità delle dette pareti laterali, le cave corrispondenti ricavate su bordi longitudinali di detta parete di copertura; - montare le porte di ingresso e dì uscita; e - avvitare i possibili organi di taratura negli appositi fori filettati della parete di copertura.